(57)【要約】圧縮比可変型内燃機関を備えた車両において、ロックアップ機構のロックアップ制御と圧縮比の制御とを相互に協調させる圧縮比が可変な内燃機関と、該内燃機関の機関出力軸と入力軸との間にトルクコンバータ及びロックアップ機構を有すると共に前記入力軸の回転速度と車軸に連結された出力軸の回転速度（Ｎｏｕｔ）との比を変化させることが可能な変速装置とを駆動系として備えた車両を制御する車両の制御装置は、前記車両の運転条件に応じて前記ロックアップ機構の動作状態を切り替える第１制御手段と、前記動作状態が切り替えられる場合の少なくとも一部において前記圧縮比を変化させる第２制御手段とを具備する。
2011121711.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮比が可変な内燃機関と、該内燃機関の機関出力軸と入力軸との間にトルクコンバータ及びロックアップ機構を有すると共に前記入力軸の回転速度と車軸に連結された出力軸の回転速度との比を変化させることが可能な変速装置とを駆動系として備えた車両を制御する車両の制御装置であって、
前記車両の運転条件に応じて前記ロックアップ機構の動作状態を切り替える第１制御手段と、
前記動作状態が切り替えられる場合の少なくとも一部において前記圧縮比を変化させる第２制御手段と
を具備することを特徴とする車両の制御装置。
【請求項２】
前記第２制御手段は、前記運転条件として前記内燃機関の負荷相当値が基準値未満となる領域において前記動作状態がロックアップオン状態へ切り替えられる場合に、前記圧縮比を低下させる
ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の車両の制御装置。
【請求項３】
前記第１制御手段は、前記車両において発生する振動及び騒音のうち少なくとも一方を含む状態要素が所定要件を満たすように前記ロックアップ機構の動作状態を切り替える
ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の車両の制御装置。
【請求項４】
前記第１制御手段は、前記内燃機関の負荷相当値が基準値未満となる領域において、前記圧縮比を前記状態要素が前記所定要件を満たすように定められた許容値まで低下させた場合における前記駆動系の効率の予測値に基づいて前記動作状態を切り替える
ことを特徴とする請求の範囲第３項に記載の車両の制御装置。
【請求項５】
前記第１制御手段は、前記負荷相当値を含む前記車両の運転条件が、前記駆動系の効率の現在値が前記予測値未満となる所定の協調ロックアップ領域に該当する場合に、前記動作状態をロックアップオン状態へと切り替え、
前記第２制御手段は、前記運転条件が前記協調ロックアップ領域に該当することに起因して前記動作状態が前記ロックアップオン状態へ切り替えられた場合に、前記圧縮比を前記許容値まで低下させる
ことを特徴とする請求の範囲第４項に記載の車両の制御装置。
【請求項６】
前記協調ロックアップ領域は、前記負荷相当値と前記車両の車速相当値とを軸要素とする座標系において、前記負荷相当値が前記基準値未満となる領域であって、且つ前記車速相当値の方向において、前記圧縮比が高圧縮比相当値であり且つ前記動作状態が前記ロックアップオフ状態となる第１領域と、前記圧縮比が前記高圧縮比相当値であり且つ前記動作状態が前記ロックアップ状態となる第２領域とに挟まれた領域である
ことを特徴とする請求の範囲第５項に記載の車両の制御装置。
【請求項７】
前記第１制御手段は、前記協調ロックアップ領域において前記内燃機関の負荷相当値の変化量が基準値以上である場合に、前記動作状態を前記ロックアップオフ状態へ戻し、
前記第２制御手段は、前記動作状態が前記ロックアップオフ状態へ戻されるのに伴って前記圧縮比を上昇させる
ことを特徴とする請求の範囲第５項に記載の車両の制御装置。
【請求項８】
圧縮比が可変な内燃機関と、該内燃機関の機関出力軸と入力軸との間にトルクコンバータ及びロックアップ機構を有すると共に前記入力軸の回転速度と車軸に連結された出力軸の回転速度との比を変化させることが可能な変速装置とを駆動系として備えた車両を制御する車両の制御装置であって、
前記車両の運転条件に応じて前記圧縮比を変化させる第１制御手段と、
前記圧縮比を変化させる場合の少なくとも一部において前記ロックアップ機構の動作状態を切り替える第２制御手段と
を具備することを特徴とする車両の制御装置。
【請求項９】
前記第１制御手段は、前記運転条件として前記内燃機関の負荷相当値の大小に応じて前記圧縮比を夫々低高に変化させ、
前記第２制御手段は、前記動作状態がロックアップオン状態であり且つ前記内燃機関の負荷相当値が基準値以上である場合において、前記圧縮比が基準値未満の値まで変化した場合に、前記動作状態をロックアップオフ状態へ切り替える
ことを特徴とする請求の範囲第８項に記載の車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮比が可変な内燃機関とロックアップ機能を有する変速装置とを備えた車両を制御する車両の制御装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
ロックアップ機能を有する変速装置を制御する装置として、車速とスロットル開度とによって規定されるロックアップ線に基づいてロックアップ領域を設定するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示された装置によれば、エンジンのトルク変動が大きくなく且つロックアップしても篭り音がしない領域でロックアップが実行される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１５０８５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
圧縮比可変型の内燃機関を備えた車両におけるロックアップ制御については、これまで十分に議論されていない。従って、特許文献１に開示される技術思想を適用したところで、動力性能、燃費及び耐ノッキング性能等を勘案して車両の運転条件と圧縮比とが対応付けられ、これら圧縮比をデフォルト値として、トルク変動や篭り音等を勘案したロックアップ制御がなされるよりない。【０００５】
ところが、本願出願人が新たに見出したところによれば、圧縮比を変化させることが可能な内燃機関においては、圧縮比とロックアップ領域との間に有意な関係性が存在する。従って、この種の関係性を考慮することなく両者を独立に制御するよりない上述の技術思想では、燃費やドライバビリティ等に改善の余地が生じ得る。【０００６】
本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、圧縮比可変型内燃機関を備えた車両において、ロックアップ機構のロックアップ制御と圧縮比の制御とを相互に協調させ得る車両の制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するため、本発明に係る第１の車両の制御装置は、圧縮比が可変な内燃機関と、該内燃機関の機関出力軸と入力軸との間にトルクコンバータ及びロックアップ機構を有すると共に前記入力軸の回転速度と車軸に連結された出力軸の回転速度との比を変化させることが可能な変速装置とを駆動系として備えた車両を制御する車両の制御装置であって、前記車両の運転条件に応じて前記ロックアップ機構の動作状態を切り替える第１制御手段と、前記動作状態が切り替えられる場合の少なくとも一部において前記圧縮比を変化させる第２制御手段とを具備することを特徴とする。【０００８】
本発明に係る車両は、内燃機関と変速装置とを備える。【０００９】
本発明に係る内燃機関は、燃料の燃焼により動力を生成する機関を包括する概念であって、特に圧縮比（例えば（（行程容積＋燃焼室容積）／燃焼室容積）等として規定される）を予め設定された範囲で二値的に、多段階に或いは連続的（シームレス）に変化させることが可能な機関である。【００１０】
ここで、圧縮比を可変とする態様は、公知非公知を含めて各種存在し得るが、本発明に係る車両の制御装置は、圧縮比を可変とするための物理的構成に関係なくその効能を発揮し得る。従って、可変な圧縮比は、内燃機関の如何なる物理構成により導かれるものであってもよい。【００１１】
例えば、内燃機関は、吸気弁の開弁期間（IVO）或いは閉弁時期を制御することによって圧縮比を可変としてもよい。この場合、例えば、吸気行程において下死点（BDC）通過後の暫時にわたって吸気弁を開弁状態に維持し、吸気の吹き返しにより圧縮比を通常時より低下させてもよい。また、内燃機関は、ピストンの上死点（TDC）を変化させる構造を有し又はそのような機構を備え、上死点位置の変化（即ち、行程容積及び燃焼室容積の双方の変化）により圧縮比を可変としてもよい。或いは内燃機関は、シリンダヘッドの位置を変化させる構造を有し又はそのような機構を備え、シリンダヘッド位置の変化（即ち、燃焼室容積の変化）により圧縮比を可変としてもよい。【００１２】
本発明に係る変速装置は、入出力軸間の回転速度比（即ち、変速比）を二値的に、多段階に又は連続的に変化させることが可能な装置であり、好適な一形態として、複数の係合装置や差動機構を有し、これら係合装置の係合状態が電子制御される所謂ECT（Electronic Controlled Transmission：電子制御式変速装置）である。【００１３】
本発明に係る変速装置は、入力軸と内燃機関の機関出力軸（例えば、クランク軸又はクランク軸に繋がる軸）との間にトルクコンバータ（以下、適宜「トルコン」と略称する）及びロックアップ機構を備える。【００１４】
ロックアップ機構は、少なくともその動作状態として、ロックアップがなされないロックアップオフ状態と、ロックアップがなされたロックアップオン状態とを採り得る限りにおいて、それらが二値的に切り替わる構成であっても、例えば係合装置の係合要素同士を係合油圧等に応じて適宜滑らせることによって、それらの間に中間的な一又は複数の半ロックアップ状態を構築し得る構成であってもよい。いずれにせよ、ロックアップ機構は、ロックアップオン状態において、機関出力軸と変速装置の入力軸とを直結し得るため、ATFの流体抵抗を利用して動力伝達を行うよりも高い伝達効率を実現し得る。【００１５】
本発明に係る第１の車両の制御装置は、このような本発明に係る車両を制御する装置であって、例えば、一又は複数のＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、各種プロセッサ又は各種コントローラ、或いは更にＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、バッファメモリ又はフラッシュメモリ等の各種記憶手段等を適宜に含み得る、単体の或いは複数のＥＣＵ（Electronic Controlled Unit）等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る。【００１６】
本発明に係る車両の制御装置によれば、第１制御手段により、車両の運転条件に応じてロックアップ機構の動作状態が切り替えられる。【００１７】
ここで、車両の運転条件とは、予めロックアップ（尚、単に「ロックアップ」と表現する場合は、動作状態をロックアップオン状態に切り替える或いは維持することを意味する）の必要性の度合いに対応付けられてなる各種の条件を意味し、例えば、内燃機関の負荷相当値及び車速相当値等を意味する。【００１８】
尚、「負荷相当値」とは、内燃機関の負荷状態と一対一、一対多、多対一又は多対多に対応し得る値を包括する概念であって、好適には、スロットル開度、吸入空気量又はアクセル開度等を意味する。また、「車速相当値」とは、車速と一対一、一対多、多対一又は多対多に対応し得る値を包括する概念であって、好適には、車速又は変速装置の入力軸回転速度若しくは出力軸回転速度等を意味する。【００１９】
ロックアップ機構によるロックアップ作用の効能は、主としてトルコンを介さない動力軸の直結による動力伝達効率の向上にあり、端的には、内燃機関の燃費を向上させる点にある。但し、動力軸の直結作用には、内燃機関側で生じるトルク変動が緩和されることなく車軸側に伝達される点、或いは所謂篭り音が発生する点等ドライバビリティを低下させる作用もあり、実践的運用面においては、これらが許容範囲に収まり得る車両の運転条件において、ロックアップが実行される。【００２０】
一方、本発明においては、内燃機関の圧縮比もまた、車両の運転条件に応じて適宜切り替えられ得る。燃焼効率及び駆動力確保の面から言えば圧縮比は高い方が良いが、実践的運用面においては、高圧縮比はノッキングの発生やトルクの変動を招来し得る。従って、圧縮比もまた、ノッキングやトルク変動の度合いが許容範囲に収まり得るように車両の運転条件との相関が規定される。【００２１】
ところで、ロックアップ作用による機械的伝達効率の向上も、高圧縮比化による燃焼効率の向上も、いずれも車両全体としての燃費性能に影響する要素であるが、従来は、これらが相互に如何に影響しあうかについては勘案されておらず、従って、これらは各々について最適化されているに過ぎなかった。【００２２】
ここで、本願出願人は、これらを相互に協調させることによって、燃費性能を始めとする各種の性能の最適化がより図られ得る点を新規に見出した。【００２３】
例えば、従来、予め内燃機関側の事情で決定されていた圧縮比に対し最適化されるに過ぎなかったロックアップ領域（実践的見地からロックアップオンが可能な領域）を、圧縮比が可変であることを利用し、圧縮比を変化させることによって拡大し得る点を見出したのである。【００２４】
即ち、本発明に係る第１の車両の制御装置によれば、第２制御手段は、ロックアップ機構の動作状態が切り替えられる場合の少なくとも一部において圧縮比を変化させる。【００２５】
従来の技術思想の範疇では、圧縮比がロックアップ機構の動作状態に影響されることはなかったが、このようにロックアップ機構の動作状態に応じて圧縮比を一種の調整要素として扱うことにより、より燃費の向上を図ることが可能となるのである。【００２６】
このように、本発明に係る第１の車両の制御装置によれば、ロックアップ作用と圧縮比可変作用との相互協調に実践的有益性を見出すことにより、燃費性能の最適化を図り得るのである。【００２７】
尚、第１制御手段と第２制御手段との協調動作は、第１制御手段又は第２制御手段或いはその両方が、その都度個別具体的に動作選択を行いつつ遂行されてもよいし、予め実験的に、経験的に、理論的に又はシミュレーション等に基づいて策定された制御マップ等に基づいて、外見上あたかもこれらが独立性を保っているかのように遂行されてもよい。いずれにせよ、圧縮比の制御とロックアップ制御とが相互協調している点にいささかの変わりもない。【００２８】
本発明に係る第１の車両の制御装置の一の態様では、前記第２制御手段は、前記運転条件として前記内燃機関の負荷相当値が基準値未満となる領域において前記動作状態がロックアップオン状態へ切り替えられる場合に、前記圧縮比を低下させる。【００２９】
この態様によれば、内燃機関の負荷相当値が基準値未満となる領域、端的には、圧縮比を相対的に高圧縮比側で設定し得る（或いは、下げシロのある圧縮比とし得る）領域において、ロックアップ機構の動作状態がロックアップオン状態へ切り替えられる場合に、第２制御手段によって圧縮比が低減される。【００３０】
即ち、この態様によれば、ロックアップ機構によるロックアップ作用が実効状態となるロックアップオン領域が、圧縮比の低減措置によって拡大される。圧縮比の低減は、トルク変動の緩和を意味するから、圧縮比を低減することによって、従来はロックアップオフ状態以外採り得なかった動作状態がロックアップ状態を採り得るのである。このため、ロックアップが所望される状況においては顕著に効果的である。【００３１】
本発明に係る第１の車両の制御装置の他の態様では、前記第１制御手段は、前記車両において発生する振動及び騒音のうち少なくとも一方を含む状態要素が所定要件を満たすように前記ロックアップ機構の動作状態を切り替える。【００３２】
この態様によれば、ロックアップ機構の動作状態が、先に述べたように、振動及び騒音のうち少なくとも一方を含む状態要素が所定要件を満たすように切り替えられる。【００３３】
ここで、「所定要件」とは、例えば、先述の許容範囲に収まること等を意味し、好適には、車両運行上ドライバビリティの低下を招来しないよう定められた要件を意味する。【００３４】
このため、ロックアップオン状態への移行に伴って、燃費向上に係る利益のみが享受され有益である。【００３５】
状態要素が所定要件を満たすようにロックアップ機構の動作状態が切り替えられる、本発明に係る第１の車両の制御装置の一の態様では、前記第１制御手段は、前記内燃機関の負荷相当値が基準値未満となる領域において、前記圧縮比を前記状態要素が前記所定要件を満たすように定められた許容値まで低下させた場合における前記駆動系の効率の予測値に基づいて前記動作状態を切り替える。【００３６】
この態様によれば、状態要素が所定要件を満たすよう定められた許容値まで圧縮比を低下させた際の駆動系の効率の予測値に基づいて、ロックアップ機構の動作状態が切り替えられる。従って、圧縮比を低下させることの有益性を数値的に把握することが可能であり有益である。【００３７】
補足すると、この効率の予測値は、状態要素が所定要件を満たす旨の許容値まで圧縮比を低下させることが前提であるから、ロックアップ機構の動作状態をロックアップオン状態に移行させたとしても、ドライバビリティの低下が生じることがないのである。【００３８】
尚、「駆動系」とは、内燃機関と変速装置とを少なくとも含む車両のパワートレインを意味しており、駆動系の効率とは、好適な一形態としては、内燃機関の熱効率とトルコンの伝達効率とを乗じた指標値に相当する。係る効率は、車両全体の燃費を好適に規定し得るため、判断指標として適している。【００３９】
駆動系の予測値に基づいてロックアップ機構の動作状態が切り替えられる本発明に係る第１の車両の制御装置の一の態様では、前記第１制御手段は、前記負荷相当値を含む前記車両の運転条件が、前記駆動系の効率の現在値が前記予測値未満となる所定の協調ロックアップ領域に該当する場合に、前記動作状態をロックアップオン状態へと切り替え、前記第２制御手段は、前記運転条件が前記協調ロックアップ領域に該当することに起因して前記動作状態が前記ロックアップオン状態へ切り替えられた場合に、前記圧縮比を前記許容値まで低下させる。【００４０】
この態様によれば、第１制御手段は、車両の運転条件が、駆動系の効率の現在値（即ち、切り替え前の値）が上記予測値未満となる協調ロックアップ領域に該当する場合に、ロックアップ機構の動作状態をロックアップオン状態へと切り替え、それに伴い、第２制御手段により圧縮比が許容値まで低減される。従って、車両全体のドライバビリティ及び燃費を最適に維持することが可能となる。【００４１】
協調ロックアップ領域において動作状態がロックアップオン状態へ切り替えられる本発明に係る第１の車両の制御装置の一の態様では、前記協調ロックアップ領域は、前記負荷相当値と前記車両の車速相当値とを軸要素とする座標系において、前記負荷相当値が前記基準値未満となる領域であって、且つ前記車速相当値の方向において、前記圧縮比が高圧縮比相当値であり且つ前記動作状態が前記ロックアップオフ状態となる第１領域と、前記圧縮比が前記高圧縮比相当値であり且つ前記動作状態が前記ロックアップ状態となる第２領域とに挟まれた領域である。【００４２】
この態様によれば、車両の運転条件として負荷相当値と車速相当値とを配してなる二次元座標系における協調ロックアップ領域の位置が明確化される。【００４３】
協調ロックアップ領域において動作状態がロックアップオン状態へ切り替えられる本発明に係る第１の車両の制御装置の他の態様では、前記第１制御手段は、前記協調ロックアップ領域において前記内燃機関の負荷相当値の変化量が基準値以上である場合に、前記動作状態を前記ロックアップオフ状態へ戻し、前記第２制御手段は、前記動作状態が前記ロックアップオフ状態へ戻されるのに伴って前記圧縮比を上昇させる。【００４４】
協調ロックアップ領域においては、ドライバビリティと燃費との高次元の両立が図られ得るが、基準となる圧縮比に対し圧縮比の低下を伴い得る点に鑑みれば、動力性能が顕著に要求される局面においては、加速力の不足がドライバビリティの低下を惹起し得る。【００４５】
この態様によれば、ドライバの加速要求と相関する負荷相当値の変化量（好適には、時間変化量であり、変化速度である）が基準値以上である場合に、ロックアップ機構の動作状態がロックアップオフ状態へ戻され、圧縮比がそれに相前後して上昇制御される。従って、ドライバの加速要求等過渡的な要求等に対しても適応することができる。【００４６】
尚、本態様の趣旨に基づけば、第１制御手段が、協調ロックアップ領域において当該変化量が確実に基準値以上となる状況において、敢えて協調ロックアップ領域における圧縮比低減措置を講じないといった動作態様も当然ながら含まれる。【００４７】
上述した課題を解決するため、本発明に係る第２の車両の制御装置は、圧縮比が可変な内燃機関と、該内燃機関の機関出力軸と入力軸との間にトルクコンバータ及びロックアップ機構を有すると共に前記入力軸の回転速度と車軸に連結された出力軸の回転速度との比を変化させることが可能な変速装置とを駆動系として備えた車両を制御する車両の制御装置であって、前記車両の運転条件に応じて前記圧縮比を変化させる第１制御手段と、前記圧縮比を変化させる場合の少なくとも一部において前記ロックアップ機構の動作状態を切り替える第２制御手段とを具備することを特徴とする。【００４８】
本発明に係る第２の車両の制御装置は、第１の車両の制御装置と同様、上述した本発明に係る内燃機関及び変速装置を備えた車両に適用される装置である。【００４９】
本発明に係る第２の車両の制御装置によれば、その動作時には、第１制御手段により、車両の運転条件に応じて内燃機関の圧縮比が制御され、然るべき圧縮比が実現される。尚、圧縮比を規定し得る車両の運転条件とは、例えば、先述した負荷相当値や車速相当値、或いは機関回転速度等を含み得る。【００５０】
一方、第２制御手段は、この第１制御手段により圧縮比が変化せしめられる期間の少なくとも一部において、ロックアップ機構の動作状態を切り替える。【００５１】
ロックアップ機構の動作状態は、燃費性能や上述したＮＶに関する性能等の他に、駆動力にも影響する。より具体的には、ロックアップオン状態においては、トルクコンバータのトルク増幅作用を利用することができないため、出力軸に供給すべきトルクは不足し易くなる。逆に言えば、ロックアップ機構の動作状態を二値的であれ、多段階であれ、連続的であれ変化させれば、その時点の圧縮比に対し、車両の動力性能を変化させることができる。【００５２】
従って、本発明の第２の車両の制御装置によれば、圧縮比が所定基準に従って制御される過程において、適宜ロックアップ機構の動作状態を切り替えることにより両者の相互協調を図ることによって、車両の動力性能をより広範囲にわたって良好に維持することが可能となる。【００５３】
本発明の第２の車両の制御装置の一の態様では、前記第１制御手段は、前記運転条件として前記内燃機関の負荷相当値の大小に応じて前記圧縮比を夫々低高に変化させ、前記第２制御手段は、前記動作状態がロックアップオン状態であり且つ前記内燃機関の負荷相当値が基準値以上である場合において、前記圧縮比が基準値未満の値まで変化した場合に、前記動作状態をロックアップオフ状態へ切り替える。【００５４】
内燃機関の圧縮比は、高圧縮比程、ノッキングやトルク変動を誘発し易くなるから、通常、高回転領域や高負荷領域になるに連れて低圧縮比側へ移行する傾向がある。【００５５】
ところが、内燃機関の駆動力は、圧縮比が低い程低くなるから、顕著に動力性能が要求されるこの種の高回転領域或いは高負荷領域において、ロックアップ機構の動作状態がロックアップオン状態に移行すると、或いはロックアップオン状態にあると、トルクコンバータのトルク増幅作用が生じないことと、圧縮比が低いこととに起因して、駆動力の不足がドライバビリティを顕著に低下させかねない。【００５６】
この態様によれば、第２制御手段は、ロックアップ機構がロックアップオン状態にあり且つ負荷相当値が基準値以上である場合に、第１制御手段により圧縮比が基準値未満となった場合には、ロックアップ機構をロックアップオフ状態へ切り替える。ロックアップオフ状態への切り替えにより、トルクコンバータによるトルク増幅作用が発効し、限られた条件の中で、可及的に車両の駆動力を確保することが可能となるのである。【００５７】
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る車両の構成を概念的に表してなる概略構成図である。
【図２】図１の車両におけるエンジンの模式的な側面断面図である。
【図３】図１の車両においてＥＣＵが実行する駆動制御のフローチャートである。
【図４】図３の駆動制御における、圧縮比とエンジン効率との関係を例示する図である。
【図５】図３の駆動制御におけるトルクコンバータ速度比とトルクコンバータ効率との関係を例示する図である。
【図６】図３の駆動制御における、圧縮比とトルク変動指標値との関係を例示する図である。
【図７】図３の駆動制御の効果に係り、協調ロックアップオン領域を視覚的に説明する図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る加速優先制御のフローチャートである。
【図９】図８の加速優先制御の効果に係り、加速要求発生時点以降の車両の加速度の一時間推移を例示する図である。
【図１０】本発明の第３実施形態に係る駆動力確保制御のフローチャートである。
【図１１】駆動力確保制御における、スロットル開度と圧縮比との関係を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００５９】
＜発明の実施形態＞
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。
＜第１実施形態＞
＜実施形態の構成＞
始めに、図１を参照して、本発明の第１実施形態に係る車両１０の構成について説明する。ここに、図１は、車両１０の構成を概念的に表してなる概略構成図である。
【００６０】
図１において、車両１０は、ＥＣＵ１００、エンジン２００、トルクコンバータ３００、ロックアップクラッチ４００及びＥＣＴ５００を備える。
【００６１】
ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等を備え、車両１０の動作全体を制御する電子制御ユニットであり、本発明に係る「車両の制御装置」の一例である。ＥＣＵ１００は、ＲＯＭに格納された制御プログラムに従って、後述する駆動制御を実行可能に構成されている。
【００６２】
エンジン２００は、車両１０の主たる動力源として機能する、本発明に係る「内燃機関」の一例たる直列４気筒ガソリンエンジンであり、。ここで、図２を参照して、エンジン２００の詳細な構成について説明する。ここに、図２は、エンジン２００の模式的な側面断面図である。尚、同図において、図１と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。
【００６３】
図２において、エンジン２００は、気筒２０１内において点火プラグ２０２による点火動作を介して混合気を燃焼せしめると共に、係る燃焼による爆発力に応じて生じるピストン２０３の往復運動を、コネクティングロッド２０４を介してクランクシャフト２０５の回転運動に変換可能に構成されている。
【００６４】
クランクシャフト２０５近傍には、クランクシャフト２０５の回転位置（即ち、クランク角）を検出するクランクポジションセンサ２０６が設置されている。このクランクポジションセンサ２０６は、ＥＣＵ１００（不図示）と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００では、このクランクポジションセンサ２０６から出力されるクランク角信号に基づいて、エンジン２００の機関回転速度Ｎｅが算出される構成となっている。
【００６５】
尚、エンジン２００は、紙面と垂直な方向に４本の気筒２０１が直列に配されてなる直列４気筒エンジンであるが、個々の気筒２０１の構成は相互に等しいため、図２においては一の気筒２０１についてのみ説明を行うこととする。また、本発明に係る内燃機関における気筒数、気筒配列、吸排気系の構造或いは燃料の供給態様等は、少なくとも後述するように圧縮比が可変である限りにおいて如何様にも限定されない趣旨である。
【００６６】
以下に、エンジン２００の要部構成を、その動作の一部と共に説明する。
【００６７】
エンジン２００において、外部から吸入された空気は吸気管２０７を通過し、吸気ポート２１０を介して吸気バルブ２１１の開弁時に気筒２０１内部へ導かれる。一方、吸気ポート２１０には、インジェクタ２１２の燃料噴射弁が露出しており、吸気ポート２１０に対し燃料を噴射可能な構成となっている。インジェクタ２１２から噴射された燃料は、吸気バルブ２１１の開弁時期に前後して吸入空気と混合され、上述した混合気となる。
【００６８】
燃料は、図示せぬ燃料タンクに貯留されており、図示せぬフィードポンプの作用により、図示せぬデリバリパイプを介してインジェクタ２１２に供給される構成となっている。気筒２０１内部で燃焼した混合気は排気となり、吸気バルブ２１１の開閉に連動して開閉する排気バルブ２１３の開弁時に排気ポート２１４を介して排気管２１５に導かれる。
【００６９】
排気管２１５には、三元触媒２１６が設置されている。三元触媒２１６は、エンジン２００から排出されるＣＯ（一酸化炭素）、ＨＣ（炭化水素）、及びＮＯｘ（窒素酸化物）を夫々浄化可能に構成されている。
【００７０】
排気管２１５には、エンジン２００の排気空燃比を検出することが可能に構成された空燃比センサ２１７が設置されている。更に、気筒２０１を収容するシリンダブロックに設置されたウォータージャケットには、エンジン２００を冷却するために循環供給される冷却水（ＬＬＣ）に係る冷却水温を検出するための水温センサ２１８が配設されている。これら空燃比センサ２１７及び水温センサ２１８は、夫々ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された空燃比及び冷却水温は、夫々ＥＣＵ１００により適宜参照される構成となっている。
【００７１】
一方、吸気管２０７における、吸気ポート２１０の上流側には、図示せぬクリーナを経て導かれた吸入空気に係る吸入空気量を調節するスロットルバルブ２０８が配設されている。このスロットルバルブ２０８は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されたスロットルバルブモータ２０９によってその駆動状態が制御される構成となっている。尚、ＥＣＵ１００は、基本的には不図示のアクセルペダルの開度（即ち、アクセル開度Ｔａ）に応じたスロットル開度が得られるようにスロットルバルブモータ２０９を制御するが、スロットルバルブモータ２０９の動作制御を介してドライバの意思を介在させることなくスロットル開度を調整することも可能である。即ち、スロットルバルブ２０８は、一種の電子制御式スロットルバルブとして構成されている。
【００７２】
尚、このスロットルバルブ２０８の近傍には、スロットルバルブ２０８の開度たるスロットル開度ｔｈｒを検出可能に構成された不図示のスロットル開度センサが配設される。このスロットル開度センサは、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出されたスロットル開度ｔｈｒは、ＥＣＵ１００により適宜参照される構成となっている。
【００７３】
ここで、本実施形態に係るエンジン２００は、圧縮比Ｒｃが所定範囲で可変に構成される。圧縮比Ｒｃとは、吸気行程容積と燃焼室容積との比であるが、圧縮比Ｒｃを可変とするためのエンジン構造は一義的ではない。
【００７４】
例えば、エンジン２００は、気筒２０１を収容するシリンダブロックの、ストローク方向の長さが吸気行程において可変であってもよい。即ち、この場合、ピストン２０３のストロークが増加するため、吸気行程容積が増大して圧縮比が増加する。
【００７５】
また、エンジン２００は、ピストン２０３の上死点位置が吸気行程において可変であってもよい。この場合、吸気行程容積が減少し且つ燃焼室容積が増加するため、圧縮比を変化させることが可能となる。
【００７６】
尚、本実施形態に係るエンジン２００は、このようなエンジンの物理構造により圧縮比を可変とする方式でなく、吸気バルブ２１１のＩＶＯ（開弁期間）を変化させることにより圧縮比を可変とする。即ち、通常の吸気バルブ２１１の閉弁時期を遅角して、ＩＶＯを拡大すると、圧縮行程の一部で吸気が気筒内から吸気ポート側へ吹き戻る。このため、圧縮行程において圧縮される吸気量が減少して、実質的に吸気行程容積が減少したのと同様の効果を得ることができる。
【００７７】
尚、圧縮される吸気量は、吸気バルブ２１１を、排気行程終了に相前後して開弁し、圧縮行程開始後に閉弁した場合（吸気慣性による一種の過給効果を利用した場合）に略最大となる。即ち、この場合の圧縮比がエンジン２００の最大圧縮比Ｒｃｍａｘであり、所望の圧縮比Ｒｃは、吸気バルブ２１１の閉弁時期を徐々に遅角させることにより実現される。このように、エンジン２００は、基本的に圧縮比を減少させる側の制御によって圧縮比を可変とする。このため、元々の物理構成において、エンジン２００は、通常のエンジン（圧縮比不変のエンジン）と較べて高い圧縮比が得られるように設定されている。
【００７８】
一方、吸気バルブ２１１の閉弁時期を排気バルブ２１３と非連動に制御する必要から、エンジン２００には、電気駆動式可変バルブタイミング装置が採用されている。この装置は、一種のカム・バイ・ワイヤ機構であり、吸気バルブ２１３を駆動する揺動部材としてのカムの回転位相を、電気モータの駆動力によって所定範囲で変化させる構成を採る。
【００７９】
尚、吸気バルブ２１１のバルブタイミングを可変とする機構は、公知の各種方式を採用可能であることは言うまでもない。例えば、エンジン２１１は、ベーン駆動式のＶＶＴ（可変バルブタイミング装置）を備えていてもよいし、所謂ロストモーション方式のカム駆動機構を有していてもよい。
【００８０】
図１に戻り、トルクコンバータ３００は、エンジン２００のクランクシャフト２０５に接続されたトルク伝達装置である。トルクコンバータ３００は、入力側（クランクシャフト２０５側）に接続されたポンプインペラ（不図示）の回転動力をＡＴＦ（Automatic Transmission Fluid）を介して、またステータ（不図示）によってトルクを増幅させつつ出力側（ＥＣＴ５００側）に接続されたタービンランナ（不図示）に回転動力として伝達可能に構成された流体伝達装置である。即ち、エンジン２００のトルクたるエンジントルクＴｅは、トルクコンバータ３００を介してＥＣＴ５００に伝達される構成となっている。尚、トルクコンバータ３００の出力側に設置されたタービンランナには、ＥＣＴ５００の入力軸が接続されている。
【００８１】
ロックアップクラッチ４００は、一対の係合要素を備え、当該一対の係合要素の係合状態に応じて、トルクコンバータ３００における入力側要素たるポンプインペラと、出力側要素たるタービンランナとの断接状態を制御可能に構成された、本発明に係る「ロックアップ機構」の一例たる公知の油圧係合式クラッチ装置である。
【００８２】
ロックアップクラッチ４００の一対の係合要素の係合状態は、これらが相互に締結された締結状態と、これらが相互に離間した解放状態との間で二値的に切り替えられる構成となっており、これらが締結状態を採る場合に、ポンプインペラとタービンランナとが直結される構成となっている。ポンプインペラとタービンランナとが直結された状態においては、先に述べたトルクコンバータ３００の流体クラッチとしての機能は消失し、エンジントルクＴｅがＡＴＦによる損失無しにＥＣＴ５００に入力される構成となっている。
【００８３】
尚、ロックアップクラッチ４００の係合状態を制御する油圧駆動装置は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００によってその動作状態が制御される構成となっている。また、ポンプインペラとタービンランナとが直結された状態をこれ以降適宜「ロックアップオン状態」と表現し、これらが結合されない状態をこれ以降適宜「ロックアップオフ状態」と表現することとする。
【００８４】
ＥＣＴ５００は、複数のクラッチ要素、ブレーキ要素及びワンウェイクラッチ要素等からなる複数の摩擦係合装置（不図示）を備えた、本発明に係る「変速装置」の一例たる電子制御式有段変速装置である。ＥＣＴ５００は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００による各種ソレノイド（不図示）等の駆動制御を介してこれら各摩擦係合装置相互間の係合状態が変化することによって、相互に異なる複数の変速比に対応する複数の変速段を得ることが可能である。
【００８５】
また、ＥＣＴ５００には、不図示の回転センサが備わっており、ＥＣＴ５００の出力軸の回転速度たるＥＣＴ出力軸回転速度Ｎｏｕｔを検出可能に構成されている。この回転センサは、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＴ５００の出力軸回転速度Ｎｏｕｔは、ＥＣＵ１００によって適宜参照される構成となっている。
【００８６】
尚、ＥＣＴ４００は公知の電子制御式自動変速機と同等の構成を有しており、その詳細な図示は省略するが、車両１０の前進方向に対応する変速段として、ギア比の大きい順に「１ｓｔ」、「２ｎｄ」、「３ｒｄ」、「４ｔｈ」、「５ｔｈ」及び「６ｔｈ」の６段の変速段を有しており、これらギア比が大きい順に大きい変速比が得られる構成となっている。車両１０が前進する場合、ＥＣＵ１００は、ＥＣＴ５００における各摩擦係合装置の係合状態を制御することによって、ＥＣＴ５００の変速比を上記いずれかの変速段に対応する値に設定することが可能である。
【００８７】
ＥＣＴ５００の出力軸は、減速機構１１を介して、駆動輪たる左前輪ＦＬ及び右前輪ＦＲに夫々連結された左前車軸ＳＦＬ及び右前車軸ＳＦＲに連結されている。
【００８８】
＜実施形態の動作＞
＜駆動制御の詳細＞
始めに、図３を参照し、駆動制御の流れについて説明する。ここに、図３は駆動制御のフローチャートである。尚、駆動制御は、ロックアップクラッチ４００のロックアップオン時期と相前後してエンジン２００の圧縮比Ｒｃを補正し、ロックアップ領域を拡大することによって車両１０の燃費を向上させる、本発明に係る第１の車両の制御装置の動作の一例である。
【００８９】
図３において、ＥＣＵ１００は、駆動制御に必要となる各種の情報を読み込む（ステップＳ１０１）。具体的に、ＥＣＵ１００は、スロットル開度ｔｈｒとＥＣＴ出力軸回転速度Ｎｏｕｔを読み込む。尚、スロットル開度ｔｈｒは、本発明に係る「負荷相当値」の一例であり、ＥＣＴ出力軸回転速度Ｎｏｕｔは、本発明に係る「車速相当値」の一例である。また、これらは夫々本発明に係る「車両の運転条件」の一例である。
【００９０】
次に、ＥＣＵ１００は、読み込んだスロットル開度ｔｈｒ及びＥＣＴ出力軸回転速度Ｎｏｕｔに基づいて、車両１０の動作点がロックアップオフ領域に該当するか否かを判定する（ステップＳ１０２）。
【００９１】
ここで、本実施形態において、車両１０の動作点は、スロットル開度ｔｈｒを縦軸に、ＥＣＴ出力軸回転速度Ｎｏｕｔを横軸に配してなる動作点平面（本発明に係る「座標系」の一例）上で規定される。即ち、一のスロットル開度ｔｈｒと一のＥＣＴ出力軸回転速度Ｎｏｕｔとによって規定される当該座標平面上の一座標点が、車両１０の一動作点として扱われる。
【００９２】
ロックアップクラッチ４００がその動作状態としてロックアップオン状態を採るべきか、ロックアップオフ状態を採るべきかは、この動作点平面上に設定されるロックアップ線ＬＬＫ（後述）によって規定される。ロックアップオフ領域は、基本的にロックアップ線ＬＬＫよりも低回転側の領域である。既に車両１０の動作点がロックアップオン領域にある場合（ステップＳ１０２：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、処理をステップＳ１０１に戻す。
【００９３】
一方、車両１０の動作点がロックアップオフ領域にある場合（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、車両１０の動作点が高圧縮比領域に該当するか否かを判定する（ステップＳ１０３）。
【００９４】
尚、説明の煩雑化を防ぐ目的から、本実施形態において、エンジン２００の圧縮比Ｒｃは、低圧縮比ＲｃＬと高圧縮比ＲｃＨとの間で二値的に切り替えられるとする。但し、無論圧縮比Ｒｃはより多段階に或いは連続的に可変とされてよい。
【００９５】
高圧縮比領域とは、エンジン２００の圧縮比として高圧縮比ＲｃＨを採るべき旨が規定された領域であり、ロックアップクラッチ４００と同様に、上記動作点平面上に設定される圧縮比切り替え線ＬＲｃによって規定される。高圧縮比領域とは、基本的に圧縮比切り替え線ＬＲｃよりも低負荷側の領域である。既に車両１０の動作点が低圧縮比領域に該当する場合（ステップＳ１０３：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、処理をステップＳ１０３に戻す。
【００９６】
一方、車両１０の動作点が高圧縮比領域にある場合（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、切り替え前エンジン効率ηａを算出する（ステップＳ１０４）。切り替え前エンジン効率ηａは、本発明に係る「駆動系の効率の現在値」を規定する要素値の一つとして利用される。
【００９７】
ここで、図４を参照して、切り替え前エンジン効率ηａについて説明する。ここに、図４は、圧縮比とエンジン効率との関係を例示する図である。
【００９８】
図４において、横軸及び縦軸には夫々圧縮比Ｒｃ及びエンジン効率が表される。エンジン効率とは、エンジン２００の熱効率であり、高い程燃料の消費効率が高い、即ち燃費が良好であることを意味する。また、図５において、エンジン効率線Ｌｅｅが規定される。エンジン効率線Ｌｅｅは、一の圧縮比Ｒｃに対するエンジン効率を繋げて得られる線である。
【００９９】
図３に戻り、ステップＳ１０４において、ＥＣＵ１００は、先ず、図４の関係を参照し、現在の圧縮比ＲｃＨ（図示Ａ点参照）に対応するエンジン効率としての切り替え前エンジン効率ηａを取得する。
【０１００】
次に、ＥＣＵ１００は、切り替え前トルコン効率ηｃを算出する（ステップＳ１０５）。切り替え前トルコン効率ηｃは、本発明に係る「駆動系の効率の現在値」を規定する要素値の他の一つとして利用される。
【０１０１】
ここで、図５を参照して、切り替え前トルコン効率ηｃについて説明する。ここに、図５は、トルクコンバータ速度比Ｒｓとトルクコンバータ効率との関係を例示する図である。尚、トルクコンバータ速度比Ｒｓとは、ポンプインペラとタービンランナの回転速度比であり、これらが機械的に直結されるロックアップオン時において１を採る（図示Ｄ点参照）。
【０１０２】
図５において、横軸及び縦軸には夫々トルクコンバータ速度比Ｒｓ及びトルクコンバータ効率が表される。トルクコンバータ効率とは、トルクコンバータ３００におけるトルクの伝達効率であり、高い程損失が少ないことを意味する。また、図において、トルコン効率線Ｌｅｔが規定される。トルコン効率線Ｌｅｔは、一のトルクコンバータ速度比Ｒｓに対するトルクコンバータ効率を繋げて得られる線である。
【０１０３】
図３に戻り、ステップＳ１０５において、ＥＣＵ１００は、図５の関係を参照し、現在のトルクコンバータ速度比Ｒｓ（図示Ｃ点参照）に対応するトルクコンバータ効率としての切り替え前トルコン効率ηｃを取得する。
【０１０４】
次に、ＥＣＵ１００は、トルク変動許容値を算出する（ステップＳ１０６）。トルク変動許容値とは、現時点の車両１０の運転条件においてロックアップクラッチ４００をロックアップオン状態に移行させた場合に、車両１０の騒音及び振動を許容範囲に収め得る限界値、或いはそのような限界値に一定のマージンを付与した値に相当するトルク変動指標値である。尚、トルク変動指標値Ｔｃとは、予め実験的に得られた、エンジン２００のトルク変動の度合いを規定する規格化された指標値であり、大きい程トルク変動が大きいことを意味する。トルク変動許容値は、予めＲＯＭに車両１０の運転条件に応じた可変値として格納されている。
【０１０５】
トルク変動許容値を算出すると、ＥＣＵ１００は、許容圧縮比Ｒｃｓｆｙを算出する（ステップＳ１０７）。許容圧縮比Ｒｃｓｆｙとは、トルク変動許容値に対応するエンジン２００の圧縮比である。ここで、図６を参照し、トルク変動許容値について説明する。ここに、図６は、車両１０において圧縮比とトルク変動指標値との関係を例示する図である。尚、同図において、図４と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。
【０１０６】
図６において、横軸及び縦軸には夫々圧縮比Ｒｃ及びトルク変動指標値Ｔｃが表される。また、図６において、トルク変動線Ｌｔｃが規定される。トルク変動線Ｌｔｃは、一の圧縮比Ｒｃに対するトルク変動指標値を繋げて得られる線である。
【０１０７】
図３のステップＳ１０７において、ＥＣＵ１００は、図６の関係を参照し、トルク変動指標値をトルク変動許容値Ｔｃｔｈに抑制するにあたって必要となる圧縮比Ｒｃの値（図示Ｂ点参照）を、許容圧縮比Ｒｃｓｆｙとして取得する。
【０１０８】
図３に戻り、許容圧縮比Ｒｃｓｆｙを算出すると、ＥＣＵ１００は、切り替え後エンジン効率ηｂを算出する（ステップＳ１０８）。切り替え後エンジン効率ηｂとは、許容圧縮比Ｒｃｓｆｙに対応するエンジン効率であり、図４を参照すれば、Ｂ点に対応するエンジン効率である。尚、切り替え後エンジン効率ηｂは、本発明に係る「圧縮比を状態要素が所定要件を満たすように定められた許容値まで低下させた場合における駆動系の効率の予測値」を規定する一要素値である。
【０１０９】
次に、ＥＣＵ１００は、切り替え後トルコン効率ηｄを算出する（ステップＳ１０９）。切り替え後トルコン効率ηｄとは、ロックアップオン時のトルクコンバータ効率であり、即ち、本実施形態では「１」である。尚、切り替え後トルコン効率ηｄは、本発明に係る「圧縮比を状態要素が所定要件を満たすように定められた許容値まで低下させた場合における駆動系の効率の予測値」を規定する他の要素値である。
【０１１０】
これらが求まると、ＥＣＵ１００は、ηｂ×ηｄが、ηａ×ηｃよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１１０）。尚、ηｂ×ηｄは、本発明に係る「駆動系の効率の予測値」の一例であり、ηｂ×ηｄは、本発明に係る「駆動系の効率の現在値」の一例である。即ち、ステップＳ１１０は、エンジン２００の圧縮比Ｒｃを、現在の圧縮比ＲｃＨから、トルク変動許容値Ｒｃｔｈに対応する許容圧縮比Ｒｃｓｆｙまで低下させた場合に、車両１０全体としての燃費が向上するか否かを判定するプロセスである。
【０１１１】
ステップＳ１１０の結果、予測値が現在値以下である場合（ステップＳ１１０：ＮＯ）、即ち、圧縮比を下げてロックアップクラッチ４００をロックアップオン状態としても燃費向上の効果が得られない場合には、ＥＣＵ１００は、圧縮比Ｒｃを現在値に維持し（ステップＳ１１３）、ロックアップクラッチ４００に係るロックアップオフ状態を継続させる（ステップＳ１１４）。
【０１１２】
一方、予測値が現在値より大きい場合（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）、即ち、圧縮比を下げてロックアップクラッチ４００をロックアップオン状態とすることによって、燃費向上の効果が得られる場合には、ＥＣＵ１００は、圧縮比Ｒｃを現在値から許容圧縮比Ｒｃｓｆｙまで下げ（ステップＳ１１１）、ロックアップクラッチ４００をロックアップオン状態に切り替える（ステップＳ１１２）。
【０１１３】
ステップＳ１１２又はステップＳ１１４が実行されると、処理はステップＳ１０１に戻され、一連の処理が繰り返される。駆動制御は以上のように実行される。
【０１１４】
ここで、このような駆動制御の効果について、図７を参照し視覚的に説明する。ここに、図７は、先述した動作点平面の模式図である。尚、同図において、これまでの説明と重複する部分に関しては、同一の参照符号を付してその説明を適宜省略することとする。
【０１１５】
図７において、上述した、スロットル開度ｔｈｒ及びＥＣＴ出力軸回転速度Ｎｏｕｔを軸要素とする動作点平面が表されており、先述したロックアップ線ＬＬＫが、図示実線で表される。また、先述した圧縮比切り替え線ＬＲｃが図示鎖線で表されている。尚、圧縮比切り替え線ＬＲｃを規定するスロットル開度ｔｈｒは、本発明に係る「負荷相当値」の「基準値」の一例である。
【０１１６】
ここで、圧縮比切り替え線ＬＲｃとロックアップ線ＬＬＫとによって、動作点平面を四分割し、圧縮比切り替え線ＬＲｃより低負荷側且つロックアップ線ＬＬＫよりも低回転側の領域を第１駆動領域、圧縮比切り替え線ＬＲｃより低負荷側且つロックアップ線ＬＬＫよりも高回転側の領域を第２駆動領域、圧縮比切り替え線ＬＲｃより高負荷側且つロックアップ線ＬＬＫよりも低回転側の領域を第３駆動領域、圧縮比切り替え線ＬＲｃより高負荷側且つロックアップ線ＬＬＫよりも高回転側の領域を第４駆動領域とする。
【０１１７】
このように各駆動領域を定義すると、圧縮比切り替え線ＬＲｃより低負荷側でロックアップクラッチ４００をロックアップオン状態に移行させるにあたって、本実施形態に係る駆動制御がなされない場合には、上記第２駆動領域のみロックアップオンが可能である。
【０１１８】
一方、上述した駆動系の予測値と現在値との大小関係は、一義的ではなく、予測値が現在値を上回る場合がある。ところが、圧縮比Ｒｃの切り替えをロックアップクラッチ４００のロックアップ制御と相互に協調させる概念がない場合、この予測値が現在値を上回る動作点領域においても駆動系の効率は現在値のままであり、折角車両１０の燃費を向上させ得る機会を無駄に損失することになる。
【０１１９】
ここで特に、本実施形態では、上述した現在値と予測値との比較判定プロセスによって、予測値が現在値を上回る旨の予測が成立する場合には、圧縮比Ｒｃが予め設定された基準値に対し減少側に補正され、ロックアップクラッチ４００がロックアップオン状態に移行される。
【０１２０】
ここで、このような、圧縮比との協調によりロックアップオンが実現される領域を協調ロックアップオン領域と定義すると、協調ロックアップオン領域は、図示ハッチング領域となる。即ち、協調ロックアップオン領域は、第１駆動領域と第２駆動領域との間に有意な範囲にわたって存在する。この協調ロックアップオン領域は、本実施形態に係る駆動制御に類する措置が講じられない場合と較べて車両１０の燃費を向上させ得る領域である。
【０１２１】
このように、本実施形態によれば、ロックアップクラッチ４００の動作状態の制御と圧縮比制御とを相互に協調させることにより、協調ロックアップオン領域に相当する分だけ、ロックアップオン領域を拡大することが可能であり、可変圧縮比型内燃機関たるエンジン２００における圧縮比可変の効能を効率的に利用して、車両１０の燃費を向上させることが可能である。
【０１２２】
尚、本実施形態では、図７に例示する協調ロックアップオン領域を、予測値と現在値との比較によりその都度求める構成としたが、例えば、図７に例示する関係を数値化してマップとして保持すること等によっても、同様の利益を享受し得ることは言うまでもない。
＜第２実施形態＞
第１実施形態に例示した駆動制御では、協調ロックアップオン領域において一律にロックアップクラッチ４００がロックアップオン状態に切り替えられた。然るに、協調ロックアップオン領域でのロックアップオン動作は、圧縮比の低下を伴うため、車両１０の加速性能を少なからず犠牲にしていることになる。そこで、加速性能を担保し得る本発明の第２実施形態について、図８を参照して説明する。ここに、図８は、本発明の第２実施形態に係る加速優先制御のフローチャートである。
【０１２３】
図８において、ＥＣＵ１００は、加速優先制御を実行するにあたって必要となる情報を読み込む（ステップＳ２０１）具体的には、スロットル開度ｔｈｒが読み込まれる。次に、ＥＣＵ１００は、スロットル変化量Δｔｈｒを算出する（ステップＳ２０２）。スロットル変化量Δｔｈｒは、スロットル開度ｔｈｒの今回値と先回値との偏差であり、ステップＳ２０１に係る情報の読み込み周期が一定であれば、即ち、スロットル開度の変化速度と同義である。
【０１２４】
スロットル変化量Δｔｈｒが算出されると、ＥＣＵ１００は、スロットル変化量Δｔｈｒがゼロより大きいか否かを判定する（ステップＳ２０３）。尚、スロットル変化量Δｔｈｒは正負の値を採り得る。スロットル変化量Δｔｈｒが負値を採る場合、車両１０には減速要求が生じていることになる。
【０１２５】
スロットル変化量Δｔｈｒがゼロ又は負値を採る場合（ステップＳ２０３：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、協調ロックアップオン動作を許可し（ステップＳ２０８）、処理をステップＳ２０１に戻す。
【０１２６】
一方、スロットル変化量Δｔｈｒが正値を採る場合（ステップＳ２０３：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は更にスロットル変化量Δｔｈｒが基準値ｆより大きいか否かを判定する（ステップＳ２０４）。スロットル変化量Δｔｈｒが基準値ｆ以下である場合（ステップＳ２０４：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、処理をステップＳ２０１に戻し一連の処理を繰り返す。尚、基準値ｆは、適合値であり、協調ロックアップオンによる加速性能の低下が顕著にドライバビリティの低下を招来し得る境界値に設定されている。
【０１２７】
スロットル変化量Δｔｈｒが基準値より大きい場合（ステップＳ２０４：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、現在の車両の動作点が協調ロックアップオン領域に該当するか否かを判定する（ステップＳ２０５）。協調ロックアップオン領域に該当しない場合（ステップＳ２０５：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、処理をステップＳ２０１に戻し一連の処理を繰り返す。
【０１２８】
車両１０の動作点が協調ロックアップオン領域に該当する場合（ステップＳ２０５：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、協調ロックアップオン動作を禁止又は強制終了する（ステップＳ２０６）と共に、ロックアップクラッチ４００の動作状態をロックアップオフ状態に切り替える（ステップＳ２０７）。尚、ロックアップオフに伴い減少補正されていた圧縮比Ｒｃは、高圧縮比ＲｃＨに戻される。ステップＳ２０７が実行されると、処理はステップＳ２０１に戻され一連の処理が繰り返される。加速優先制御はこのようにして実行される。
【０１２９】
ここで、図９を参照し、加速優先制御の効果について説明する。ここに、図９は、加速要求発生時の車両の加速度の一時間推移を例示する図である。
【０１３０】
図９において、縦軸及び横軸は夫々加速度及び時刻である。時刻Ｔ１において、加速要求が生じたとする（即ち、スロットル変化量Δｔｈｒ＞ｆとなったとする）。この場合、第１実施形態に類する燃費優先の制御では、図示破線に例示するように、時間経過に対する加速度の変化が緩慢である。これは、エンジン２００の圧縮比が許容圧縮比Ｒｃｓｆｙまで低下していることに起因するトルク低下と、トルクコンバータ３００にトルク増幅効果が生じないこととに起因する。
【０１３１】
それに対し、本実施形態に係る加速優先制御を適用した場合、図示実線で示すように、加速要求発生時以降の加速度の立ち上がりが俊敏になり、所望の加速感を提供することが可能となる。
【０１３２】
このように、加速優先制御によれば、スロットル変化量Δｔｈｒが参照され、車両１０に加速要求が生じている場合には、協調ロックアップオン領域における協調ロックアップオン動作（ロックアップオン及び圧縮比低減）が強制的に終了される或いはそれ以降の実行が禁止される。このため、燃費よりも加速が優先される状況において一律に燃費優先の走行制御がなされることによるドライバビリティの低下（ドライバ意思との乖離）が抑制され、好適なドライバビリティが確保される。
＜第３実施形態＞
エンジン２００の圧縮比Ｒｃと、ロックアップクラッチ４００の動作状態の切り替えとを相互に協調させる態様は、第１及び第２実施形態のように、ロックアップクラッチ４００の動作状態の切り替え制御に圧縮比制御を協調させるのみに限定されない。ここでは、そのような趣旨に基づいた、本発明の第３実施形態について説明する。始めに、図１０を参照し、本発明の第３実施形態に係る駆動力確保制御の詳細について説明する。ここに、図１０は、駆動力確保制御のフローチャートである。尚、駆動力確保制御は、エンジン２００の圧縮比制御を前提としてロックアップクラッチ４００の動作状態の切り替えを協調させる制御であり、即ち、本発明に係る第２の車両の制御装置の動作の一例である。
【０１３３】
尚、本実施形態における車両構成は、第１及び第２実施形態に係る車両１０と相違ないものとする。
【０１３４】
図１０において、ＥＣＵ１００は、駆動力確保制御に必要な各種情報を読み込む（ステップＳ３０１）。具体的には、スロットル開度ｔｈｒ、ＥＣＴ出力軸回転速度Ｎｏｕｔ及び機関回転速度Ｎｅが読み込まれる。
【０１３５】
次に、ＥＣＵ１００は、ロックアップクラッチ４００のロックアップ状態（動作状態）を判定し（ステップＳ３０２）、ロックアップクラッチ４００がロックアップオン状態にあるか否かを判定する（ステップＳ３０３）。ロックアップクラッチ４００がロックアップオフ状態にある場合には（ステップＳ３０３：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、処理をステップＳ３０１に戻す。
【０１３６】
ロックアップクラッチ４００がロックアップオン状態にある場合（ステップＳ３０３：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、ステップＳ３０１で読み込んだ機関回転速度Ｎｅ及びスロットル開度ｔｈｒに基づいて、エンジン２００の圧縮比Ｒｃを設定する（ステップＳ３０４）。圧縮比Ｒｃが設定されると、ＥＣＵ１００は、この設定された圧縮比が基準値Ｒｃｔｈ未満であるか否かを判定する（ステップＳ３０５）。
【０１３７】
ここで、図１１を参照し、基準値Ｒｃｔｈについて説明する。ここに、図１１は、スロットル開度ｔｈｒと圧縮比との関係を例示する図である。
【０１３８】
図１１において、縦軸及び横軸に夫々圧縮比Ｒｃ及びスロットル開度ｔｈｒが表される。ここで、スロットル開度ｔｈｒに対するエンジン２００の圧縮比Ｒｃの軌跡は図示実線の如くになり、スロットル開度ｔｈｒが大きくなるに連れ、即ち、エンジン２００が高負荷状態に移行するに連れて、圧縮比Ｒｃは減少する。これは、高負荷領域程、ノッキング及びトルク変動が生じ易いためであり、エンジン２００の燃焼性、耐久性及び車両１０の快適性を考慮すると、圧縮比Ｒｃを減少させざるを得ないのである。
【０１３９】
一方、圧縮比Ｒｃの減少は、エンジン２００の出力たるエンジントルクの低下に繋がる。他方、スロットル開度ｔｈｒの増加は、要求加速度の増加を意味する。従って、図１１に例示する関係においては、増加する要求加速度に対し低下するエンジントルクによってドライバビリティの低下として顕在化し得る駆動力不足が発生することになる。このドライバビリティの低下として顕在化し得る駆動力不足に対応する圧縮比Ｒｃが、即ち、基準値Ｒｃｔｈである。
【０１４０】
尚、図１１から明らかなように、圧縮比Ｒｃが基準値Ｒｃｔｈを採る場合、スロットル開度ｔｈｒも高負荷領域にあり、本発明に係る「基準値」以上である旨の条件もまた満たされる。
【０１４１】
図１０に戻り、設定された圧縮比が基準値Ｒｃｔｈ以上であれば（ステップＳ３０５：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、駆動力不足が許容範囲内であるとして処理をステップＳ３０１に戻す。一方、設定された圧縮比が基準値Ｒｃｔｈ未満である場合（ステップＳ３０５：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、ロックアップオン状態にあるロックアップクラッチ４００をロックアップオフ状態に切り替える（ステップＳ３０６）。ステップＳ３０６が実行されると、処理はステップＳ３０１に戻され、一連の処理が繰り返される。
【０１４２】
このように、駆動力確保制御によれば、圧縮比が基準値Ｒｃｔｈ未満となる領域において、ロックアップクラッチ４００が協調し、本来ロックアップオン状態を採るべきところがロックアップオフ状態に切り替えられる。その結果、トルクコンバータ３００におけるトルク増幅効果が復活し、圧縮比低下によるエンジントルクの不足を補償して、加速性能を確保することが可能となる。ひいては、ドライバビリティの低下を抑制することが可能となるのである。
【０１４３】
上記第１乃至第３実施形態に例示したように、ロックアップクラッチ４００（ロックアップ機構）とエンジン２００（圧縮比可変型内燃機関）とを備える構成においては、ロックアップクラッチ４００の動作状態と圧縮比とを適宜協調させることによって、例えば、燃費や動力性能（ドライバビリティ）をより向上させることが可能となる。このような本願に係る特有の利益は、これらを相互に協調制御する旨の技術思想を持たない如何なる技術思想に基づいた装置に対しても優越するものである。
【０１４４】
尚、上記各実施形態においては、本発明に係る「負荷相当値」としてスロットル開度ｔｈｒが使用されるが、これは一例に過ぎず、アクセル開度や吸入空気量が負荷相当値として使用されてもよい。また、上記各実施形態においては、本発明に係る「車速相当値」としてＥＣＴ出力軸回転速度Ｎｏｕｔが使用されるが、これは一例に過ぎず、車速そのものが車速相当値として使用されてもよい。
【０１４５】
尚、上記第１及び第２実施形態においては、説明の煩雑化を防ぐ目的から、圧縮比が低圧縮比ＲｃＬと高圧縮比ＲｃＨとの間で二値的に切り替えられる構成としたが、これは一例に過ぎず、圧縮比Ｒｃは、例えば、第３実施形態に例示したように、スロットル開度ｔｈｒ及び機関回転速度Ｎｅに応じて連続的に可変であってもよい。いずれにしたところで、図７に例示した協調ロックアップオン領域が大きく変化することはない。
【０１４６】
尚、請求の範囲、明細書及び図面の範囲において、「以上」及び「未満」とは基準値の設定如何により容易に「より大きい」及び「以下」と置換され得る概念であって、不要な限定を伴うものでないことは明らかである。
【０１４７】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う車両の制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【産業上の利用の可能性】
【０１４８】
本発明は、圧縮比が可変な内燃機関と、ロックアップ機構を有する変速装置とを備えた車両に適用可能である。
【符号の説明】
【０１４９】
１０…車両、１００…ＥＣＵ、２００…エンジン、２０１…気筒、２０３…ピストン、２０５…クランクシャフト、２０７…インジェクタ、３００…トルクコンバータ、４００…ロックアップクラッチ、５００…ＥＣＴ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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